JPH0673903B2 - 中空成形品の成形用金型装置および中空成形品の成形方法 - Google Patents

中空成形品の成形用金型装置および中空成形品の成形方法

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JPH0673903B2
JPH0673903B2 JP63239841A JP23984188A JPH0673903B2 JP H0673903 B2 JPH0673903 B2 JP H0673903B2 JP 63239841 A JP63239841 A JP 63239841A JP 23984188 A JP23984188 A JP 23984188A JP H0673903 B2 JPH0673903 B2 JP H0673903B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は合成樹脂の中空成形品の成形用金型装置および
中空成形品の成形方法に関するものである。
［従来の技術］ 中空成形法はブロー成形法または吹込み成形法とも言わ
れ、プラスチックのビン容器などの中空製品を作るには
非常に都合のよい成形法である。中空成形機による製品
例は、この他に各種タンク，ケース，コンテナ類や、自
動車，レジャー関連の各種構造部材などがあり、近年適
用範囲が拡大している。
ここで、第５図の従来公知の成形用金型の縦断面図を用
いて従来技術を詳細に説明する。
第５図における成形用金型装置は、ダイス1,雄金型3,雌
金型４およびガス注入器100から構成される。
まず、雄金型３と雌金型４については、両金型が接合す
る金型表面3aおよび4a近傍には、加熱または冷却用の媒
体が通るための温度調節媒体用管路５が埋設されている
か、ないしは、パイプではなくきり穴加工された穴が開
けてあったり、あるいは、金型本体と一体の中空部を設
けられるなどしており、適宜、配管を介して金型温調機
（図示せず）に継がれている。
このように構成された成形用金型を用いて中空成形品を
成形する場合、まず雄金型３と雌金型４の両方に、金型
温調機から機体または液体の温度調節媒体を通して、金
型表面3a,4aを予め20〜80℃の所定の温度に加熱してお
く。つぎに、ダイス１から円筒状のパリソン２を垂下
し、密着治具（図示せず）でパリソン２の先端部を密着
し、適当量のプリブロー用エアを吹込みながら袋状にす
る。雄金型３と雌金型４を移動して、パリソン２の両金
型の間に挟み込むと同時に空気注入器100をパリソン２
に差込んでブロー用エアを吹込み、パリソン２を金型キ
ャビティ面に密着させて、そのままの状態で一定時間冷
却保持した後、金型を開いて成形品を取り出している。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、この種の成形用金型を用いて中空成形品を成
形するには、金型の熱伝導性が悪く、また金型温度調節
対象部材の容積が大きいため、金型内に配設された前記
パイプ等中に温度調節媒体を通して金型を冷却，加熱す
る場合時間がかかり、このため成形サイクルが長くなっ
たり、また、金型温度が高温まで上がらず、成形品の表
面性状、いわゆる光沢や転写性が悪いか、あるいは表面
粗さが粗いなど吹込み成形のネックとなっていた。
［課題を解決するための手段］ このため、本発明の第１の発明では、吹込み成形により
中空成形品を成形する金型において、バックプレートお
よび金型を形づくる金型枠からなる容器状のものに金型
表面部域を形成する蓋体を固着して金型内部に中間層を
設け、前記金型表面部域の材質に熱の良導体を用いると
ともに略一定間隔に多数の導通孔を前記金型表面部域の
内部または裏面に設け、前記中間層に熱伝導率の低い非
金属や樹脂などを充填するか、加熱または冷却媒体の導
通孔を有した補強リブを配設した構成にする。第２の発
明では、第１の発明の金型装置において、金型表面部域
の加熱源として型開時の金型間に設置可能な輻射式瞬間
加熱器を金型間に出し入れ可能に用いた構成にする。第
３の発明では、第１の発明の金型装置を用いて、金型表
面部域を90〜200℃に加熱し、ブロー形成後の型開前に
金型表面部域の冷却によりパリソン外表面を冷却するよ
うにした。さらに第４の発明では、第１の発明の金型装
置を用いて、金型表面部域を加熱媒体による加熱源に輻
射式瞬間加熱器を加えて加熱を加勢し、金型表面部域を
90〜200℃に加熱し、ブロー成形後の型開前に金型表面
部域の冷却によりパリソン外表面を冷却するとともに、
パリソン内部かに低温流体を送り、パリソン内部から高
温流体を排出することにより、パリソンを内外部の両方
から冷却するようにした。
［作用］ 本発明によれば、まず金型表面部域を加熱媒体により予
め加熱するとともに、輻射式瞬間加熱器にて加熱加勢
し、金型表面部域を所望の温度90〜200℃に加熱してお
き、つぎにダイスよりパリソンを押出して垂下させ、両
金型を型締する時点でガス注入器よりパリソンへ加熱ブ
ロウ用エアを注入する。さらに、加熱媒体から冷却媒体
へ切換えることにより金型表面部域を冷却するととも
に、パリソンも加熱ブロウ用エアから冷却ブロウ用気体
に切換えてパリソンを成形固化させることで、高速加熱
および高速冷却が可能となり、この結果、成形サイクル
の短縮が図れ、転写性の非常に優れた成形品を作ること
ができる。
［実施例］ つぎに、本発明の実施例を図面にしたがって詳述する。
第１図〜第４図は本発明に係る中空成形品の成形用金型
装置の１実施例を示す。第１図および第２図は本発明の
第１の実施例を示すものであり、金型表面部域に加熱ま
たは冷却媒体用の通路を配設した成形用金型の縦断面
図、第２図は金型表面部域の裏面に加熱または冷却媒体
用のパイプを配設した成形用金型の縦断面図、第３図は
本発明の第２の実施例を示し、成形用金型の中間層に加
熱または冷却媒体の流通用に穿設した補強用リブを複数
段配設した成形用金型の縦断面図、第４図は成形用金型
装置斜視図を示す。
実施例１ 第１図および第２図によって本発明の成形用金型装置を
詳細に示す。
本発明の成形用金型装置は、ダイス1,雄金型3,雌金型4,
輻射式瞬間加熱器60およびガス注入器100から構成され
ている。
雄金型３と雌金型４は、金型表面状に配したAl合金やCu
合金などの熱の良導体からなる金型表面部域20と、該金
型の中間域に熱伝導率の低い非金属や樹脂などを充填し
た中間層30と、該金型を形づくる金型枠40およびバック
ルプレート50からなっている。さらに、第１図に示すよ
うに金型表面部域20には、成形時パリソン２表面を加熱
するための加熱媒体および成形後パリソン２を固化させ
るために冷却媒体を導入する目的で略一定間隔に配設さ
れた多数の導通孔21を有したり、あるいは、第２図に示
すように金型表面部域20の背面に加熱または冷却媒体を
導入するために略一定間隔に多数のパイプ状の導通孔22
が配設してあり、これにより金型表面部域20の急速加熱
または急速冷却が可能である。また、前記した金型内に
配設した導通孔21または22は、図示されていない金型温
調機と配管51を介して適宜接続されている。さらに、第
１図から第４図に示すように近赤外線を利用した輻射式
瞬間加熱器60（例えば、フィリップス社製の棒状近赤外
線ハロゲンランプを加熱容器の表面にはりつけたもの）
により、該金型表面部域20の表面を加熱するとともに、
ダイス１より垂下したパリソン２の表面を加熱すること
により、各々の樹脂の軟化点まで短時間でムラなく加熱
ができる構造となっている。
つぎに、本発明の成形用金型装置の動作を説明する。
今、第１図において図示されていない金型温調機より加
熱媒体を金型表面部域20の導通孔21に導入し、金型表面
部域20を加熱すると同時に、輻射式瞬間加熱器60を金型
開限位置の状態を呈した雄金型３と雌金型４の間に前進
させて挿入し両金型表面部域20の表面3aおよび4aを一定
時間加熱して90〜200℃になるように加勢し、両金型表
面が3aおよび4aが所望の温度になった時点で該輻射式瞬
間加熱器60を後退させて元の位置に戻す。ここで、金型
表面部域20を90〜200℃に加熱するのは、パリソン２表
面性状および転写性を向上させるのに使用対象の樹脂が
金型キャビティ3a、4a面に沿って微小流動することが必
要となるためである。そのため、金型表面部域20の温度
を対象とする樹脂の軟化点温度より少し高くする必要が
ある。対象となる樹脂は高密度ポリエチレン（軟化点;1
19〜128℃）、超高分子量ポリエチレン（134℃）、ポリ
プロピレン（137〜153℃）、ABS（79〜125℃）、ナイロ
ン６−12（180℃）、ナイロン12（162〜165℃）、ポリ
カーボネート（150〜155℃）等となる。この中で一般的
に使用する樹脂は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ABSであり、この時の望ましい金型表面部域の温度
は110〜160℃になる。つぎに、図示しない押出機よりダ
イス１を通してパリソン２を垂下し、図示しない密着治
具でパリソン２の先端部を密着し袋状にするとともに、
雄金型３と雌金型４の両金型が近接するように移動さ
せ、パリソン２を雄金型３と雌金型４との間に挟み込む
と同時にガス注入器100を差込み、加熱されたブロウ用
エアを吹き込むことによりパリソン２をより両金型に密
着させる。
前記雄金型３と雌金型４の型締限後、金型温調機より冷
却媒体を金型表面部域20の導通孔21に導入し金型表面部
域20を冷却するとともに、ガス注入器100より吹込んで
いる加熱ブロウ用エアから低温ブロウ用気体に切変え
て、パリソン２内部からも冷却し、ある一定時間後パリ
ソン２への低温ブロウ用気体の吹込みを止め、両金型を
開いて成形品を取り出す。
第２図は、第１図のように金型表面部域20自体に導通孔
21を穿設するかわりに、金型表面部域20の裏面に接して
熱の良導性を有したパイプ22を配設し、該金型表面部域
20との間に溶接またはろう付けなどを施した場合の実施
例である。
実施例２ つぎに、第３図によって実施例２における本発明の成形
用金型装置を詳細に説明する。
第１図および第２図と同様に本発明の成形用金型装置
は、ダイス1,雄金型3,雌金型4,輻射式瞬間加熱器60およ
びガス注入器100から構成されている。
雄金型３と雌金型４は、金型表面上に配したAl合金やCu
合金などの熱の良導体からなる金型表面部域20と、該金
型の中間域に熱の良導体または熱の不良導体を有した複
数のリブ33を略一定間隔に配設し、さらに、該中間域内
を下部から上部側に向って加熱または冷却媒体が一定以
上の滞留時間をもって導通されるように隣接するリブの
相互の反対位置に小さな穴を穿設して構成された中間層
30と、該金型を形づくる金型枠40およびバックプレート
50からなっている。さらに実施例１で述べたように、ダ
イス１よりパリソン２が垂下する前に両金型表面部域の
加熱を加勢する近赤外線を利用した輻射式瞬間加熱器6
0、パリソン２を押出し垂下させるためのダイス１、な
らびに、雄金型３と雌金型４を型締のため近接させた時
点でパリソン２が両金型により密着するように加熱ブロ
ウ用エアを注入し、成形後はパリソン２を固化させるた
めに低温ブロウ用エアを注入するためのガス注入器100
などからなっている。
つぎに、このように構成された成形用金型装置の動作に
ついて説明する。
今、第３図において図示されていない金型温調機より配
管を介して加熱媒体を、中間層30の上下両側に位置する
金型枠40を穿設された加熱または冷却媒体入口側導通孔
41から加熱媒体を導入し、中間層30に略一定間隔に金型
表面部域20の補強用として配設されたリブ33に穿設され
た導通孔34を通りながら所望される加熱を行ない、最終
的には金型枠40に穿設された加熱または冷却媒体出口側
導通孔42から導出される。これにより熱の良導体を有し
た金型表面部域20の裏面から加熱すると同時に、輻射式
瞬間加熱器60を金型開限位置の状態を呈した雄金型３と
雌金型４の間に前進させて挿入し、両金型表面部域20の
表面3aおよび4aを一定時間加熱して加勢し、両金型表面
3aおよび4aが所望の温度になった時点で該輻射式瞬間加
熱器60を後退させて元の位置に戻す。つぎに、図示しな
い押出機によりダイス１を通してパリソン２を垂下し、
図示しない密着治具でパリソン２の先端部を密着し袋状
にするとともに、雄金型３と雌金型４の両金型が近接す
るように移動させ、パリソン２を雄金型３と雌金型４と
の間に挟み込むと同時にガス注入器100を差込み、加熱
されたブロウ用エアを吹込むことによりパリソン２をよ
り両金型キッビティ3a、4a面に密着させる。金型キャビ
ティ3a、4a内面に設けている多数の小穴を通して金型
３、４内から真空引きすれば、パリソン２はキャビティ
3a,4aにより十分密着する。
前記雄金型３と雌金型４の型締限後、金型温調機より冷
却媒体を配管51を介して加熱または冷却媒体入口側導通
孔41から冷却媒体を導入し、リブ33に穿設された導通孔
34を通りながら所望される冷却を行ない、最終的には金
型枠40に穿設された加熱または冷却媒体出口側導通孔42
から導出される。これによって金型表面部域20を冷却す
るとともに、ガス注入器100より吹込んでいる加熱ブロ
ウ用エアから低温ブロウ用気体に切変えて、パリソン２
内部からも冷却し、ある一定時間後パリソン２への低温
ブロウ用気体の吹込みを止め、両金型を開いて成形品を
取り出す。
なお、実施例１および実施例２に示す本発明において
は、前記金型表面部域20を加熱あるいは冷却したりする
ための温度調節媒体として水またはオイルを用いるが、
製品の成形サイクルの短縮化を図る目的のために、冷却
媒体として液化ガスなどを気化器で気化させたものを用
いることができる。また、実施例２に示したように、金
型として金型枠40,バックプレート50ならびに金型表面
部域20を組合せた構造にしているため、金型表面部域20
の材質にAl合金やCu合金などの熱の良導体を使用し、か
つ、プレス成形，鋳造または機械切削により薄型形状に
加工したものを用いることによって、短時間に所望する
温度に達し、また製品の成形サイクルが短縮されるな
ど、加熱または冷却の両面から相乗的な効果をもたせる
ことも容易に可能である。さらに、リブ33を熱の良導体
を有したものを用いれば、当初目的としていた強度補強
用部材としての働きとともに、熱交換のフィン効果とし
ての働きも加味されることになる。
［発明の効果］ 以上述べた通り、本発明によれば、パリソンへの所望す
る高温加熱および冷却が極めて短時間で、しかも容易に
行なうことができるため、転写性がよく、かつ、表面性
状の良い（表面粗さの小さい）成形品が得られるととも
に、成形サイクルの短縮化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第４図は本発明に係る中空成形品の成形用金型
装置の１実施例を示し、第１図は金型表面部域に加熱ま
たは冷却媒体の通路を配設した成形用金型の縦断面図、
第２図は金型表面部域の裏面に加熱または冷却媒体用の
パイプを配設した成形用金型の縦断面図、第３図は成形
用金型の中間層に加熱または冷却媒体の流通用に穿設し
た補強用リブを複数段配設した成形用金型の縦断面図、
第４図は成形用金型装置斜視図、第５図は従来公知の成
形用金型の縦断面図を示す。 １……ダイス、２……パリソン、 ３……雄金型、４……雌金型、 3a……雄金型表面、4a……雌金型表面、 20……金型表面部域、30……中間層、 40……金型枠、50……バックプレート、 60……輻射式瞬間加熱器、 100……ガス注入器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吹込み成形により中空成形品を成形する金
    型において、バックプレートおよび金型を形づくる金型
    枠からなる容器状のものに金型表面部域を形成する蓋体
    を固着して金型内部に中間層を設け、前記金型表面部域
    の材質に熱の良導体を用いるとともに略一定間隔に多数
    の導通孔を前記金型表面部域の内部または裏面に設け、
    前記中間層に熱伝導率の低い非金属や樹脂などを充填す
    るか、加熱または冷却媒体の導通孔を有した補強リブを
    配設したことを特徴とする中空成形品の成形用金型装
    置」。
  2. 【請求項２】請求項１記載の金型装置において、金型表
    面部域の加熱源として型開時の金型間に設置可能な輻射
    式瞬間加熱器を金型間に出し入れ可能に用いたことを特
    徴とする中空成形品の成形用金型装置」。
  3. 【請求項３】請求項１記載の金型装置を用いて、金型表
    面部域を90〜200℃に加熱し、ブロー成形後の型開前に
    金型表面部域の冷却によりパリソン外表面を冷却するよ
    うにしたことを特徴とする中空成形品の成形方法」。
  4. 【請求項４】請求項１記載の金型装置を用いて、金型表
    面部域を加熱媒体による加熱源に輻射式瞬間加熱器を加
    えて加熱を加勢し、金型表面部域を90〜200℃に加熱
    し、ブロー成形後の型開前に金型表面部域の冷却により
    パリソン外表面を冷却するとともに、パリソン内部に低
    温流体を送り、パリソン内部から高温流体を排出するこ
    とにより、パリソンを内外部の両方から冷却するように
    したことを特徴とする中空成形品の成形方法。」
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